余热锅炉低温腐蚀机理及防护措施分析

杨自龙

摘要：当前能源短缺已成为制约经济发展的主要问题，在这种情况下，为了实现节能增效，余热锅炉在现代工业生产中开始广泛应用，其通过利用工业生产中产生的废热来进行供暖和发电，实现能源的二次回收利用。余热锅炉的应用，有效的实现了能源的节约，提高了能源的利用效率。但在余热锅炉实际应用过程中，其表易容易形成液态硫酸而导致腐蚀问题发生，因此需要针对余热锅炉低温腐蚀机理进行分析，从而采取切实可行的防护措施，确保余热锅炉性能的稳定性，延长其使用寿命。

关键词：余热锅炉；低温腐蚀；防护措施；日常维护

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（a）-0000-00

前言

余热锅炉有效的实现了对资源的二次回收利用，在具体工业生产过程中，在各个工艺流程中设置余热锅炉，可以实现余热的有效回收，并提高设备的整体热效率，减少对一次能源消耗，实现能源的有效节约。余热锅炉在一些高耗能产业中具有较好的适用性，具有非常好的发展前景。但在余热锅炉具体应用过程中，容易发生结露和腐蚀的现象，这对余热锅炉的使用性能带来较大的影响，因此针对余热锅炉低温腐蚀问题进行深入分析，全面提高余热锅炉的应用效果。

1余热锅炉的类型以及特点

1.1 余热锅炉的类型及应用形式

余热锅炉主要以工艺气体和烟道气体中存在的显性热效能、固体余热交换后排气显热和固体辐射热等作为主要回收对象。针对具体的工艺设备性质可以将余热锅炉分为两类，一类即通过冷却工作生产中产生的气体，在满足工艺要求的同时也实现了余热回收；另一类是为工业生产节能进行热回收。针对余热锅炉应用场合，可以将其分为烧结余热锅炉、水泥窖余热锅炉、合成氨余热锅炉等。如果从水循环方式方面可以将余热锅炉分为自然循环和强制循环余热锅炉。当前各工业炉窑上多采用水管式余热锅炉，这类锅炉有利于回收高压余热气体，对于回收高气压、高蒸发率和高传热效率的工业废气具有较好的适用性。

1.2 余热锅炉的特点

相较于常规锅炉，余热锅炉没有相应燃烧装置，而且对载热介质和来源没有统一要求，其在材料和受热面布置方面与工业锅炉存在较大的差别。余热锅炉多设置在工业生产工艺过程的各个部位，工作环境较为复杂，这也对余热锅炉的安全性和稳定性具有较高的要求。工业废气具有高温和高压的特点，部分工业废气还具有易爆性和腐蚀性，这就对余热锅炉的结构和材料具有特殊的要求。在余热锅炉入口处经常会受到较强的冷热冲击，这也决定了余热锅炉结构设计要具有自身的独特性。余热锅炉结构主要以过热器和省煤器为主。多会在将过热器布置在冷却室的顶棚，通常会采用立式过热器，这样更有利于应对恶劣的烟气和烟尘条件。在余热锅炉的尾部设置省煤器，以此来实现能源的高效利用。

2余热锅炉腐蚀机理的分析

在余热锅炉实际应用中可以发现，其排放的烟气主要成分为三氧化硫。三气化硫在余热锅炉运行过程中的生成十分复杂。余热烟气中氧离子十分活跃，而且在余热炉膛内，在高温辐射作用下氧气、二氧化碳和其他金属氧化物都会分解出离子，这就加快促进了二氧化硫的转化。三氧化硫的增多与温度条件息息相关，当温度条件相同时，压力越高三氧化硫也会随之增加，但当温度条件在85℃以上时，则不会有三氧化硫产生。这即是说三氧化硫的转化适宜在低温条件下进行。余热锅炉运行过程中，催化器会对烟气产生一定的作用，加快促进了烟气中二氧化硫向三氧化硫的转化。三氧化硫与余热锅炉烟气中的水蒸气易发生反应，形成硫酸蒸汽，腐蚀锅炉受热面。由于烟气中水蒸气露点较低，金属壁温度高于水露眯，这样在余热运转过程中，烟气中的水蒸气不会在金属表面产生凝结，在低温侧面则会出现凝结现象，以此来腐蚀受热面。当余热锅炉排放的烟气中含有较多三氧化硫时，酸露点温度会持续上升，这種情况下，凝结在金属受热面的硫酸会对金属进行腐蚀，而且硫酸溶液、飞灰和冷凝共同作用形成水泥状物质，导致低温腐蚀加剧，影响余热锅炉性能的有效发挥。在余热锅炉实际运行过程中，其腐蚀速率与锅炉壁温、硫酸浓度具有密切的联系。

3余热锅炉低温腐蚀的防护措施

余热锅炉低温腐蚀情况的发生，在具体分析过程中发现导致低温腐蚀现象发生的因素具有一定的特殊性和复杂性，如金属壁温、灰分、金属成本、烟气氧和硫的含量等都会导致低温腐蚀现象的发生。为了能够有效的低温腐蚀情况发生，需要对燃耗进行改善，控制煤粉的质量，通过控制管壁温度来避免炉膛局部出现过高热负荷，也可以通过采取一些技术性措施来提高余热锅炉的抗腐蚀性能。针对余热锅炉低温腐蚀问题，可以采取以下几方面的防护措施，以此来确保余热锅炉性能的正常发挥。

3.1提高金属壁的温度

余热锅炉低温腐蚀现象的发生与金属壁具有直接的关系，因此在余热锅炉运行过程中，可以针对具体情况，当余热锅炉烟气温度大于酸露点20～30℃时，这种情况下可以通过采取有效的措施来提高金属壁的温度，以此来有效的避免低温腐蚀现象的发生，实现对余热锅炉的有效保护。

3.2有效的应用灰分的价值

灰分是余热锅炉运转过程中影响低温腐蚀的一项重要因素，能够吸收冷凝的酸，具有良好的提高壁温的作用，实际热阻较大。相关实验研究显示，在余热锅炉运转过程中，灰分具有良好的应用价值，能够有效的降低碳钢的腐蚀速率。

3.3其他

采取有效控制控制烟气中的金属成分的分面、烟气中氧和硫的含量。同时还要合理确定低温受热面的壁温，有效的降低低温工作时间，减少低温腐蚀发生的机率。另外，也可以通过对低温受热面的管道材料进行更换，提高受热面材料的耐腐蚀性。

4余热锅炉的日常维护操作

在对余热锅炉进行实际应用时，相关人员应当及时用水位表对水位进行观察，对出现损坏的水位表及时进行检修和维护，对出现滴、漏等情况的阀门进行及时检修和更换，确保余热锅炉的稳定运行。余热锅炉运行中不同班次应当对传动装置的灵活性进行定期检查，确保其工作状态满足余热锅炉运行的实际要求，以促进余热锅炉实际应用价值的有效发挥。相关人员应当对余热锅炉系统的连接管道法兰部位的严密性进行严格且仔细的检查，若引风机出现剧烈振动时，应当及时停止运行并对其内部叶轮磨损情况进行检查和调换，不定期对越热锅炉的汽压、水位以及过热蒸汽量进行检查，确保其处于正常范围内。做好高低水位报警器、低水位连锁装置以及超温报警系统等装置的设置，并定期进行报警连锁试验，确保各项装置的实际使用性能处于正常范围内，并做好设备的养护工作，以保证余热锅炉的稳定运行，尽可能减少低温腐蚀情况的出现。

5结束语

节能已成为国家得以可持续发展的关键因素，在当前能源利用过程中，如果无法实现能源的循环和高效利用，必然会加剧能源短缺现象的加剧，长些以往，能源必然会快速枯竭。余热锅炉的应用，不仅实现了各类余热源的回收利用，而且在一定程度上提高了一次能源的利用率，对于实现节能不减排和能源的保护具有非常重要的推动作用。因些需要针对当前余热锅炉应用过程中低温腐蚀问题进行深入研究，并采取积极的防护措施，有效的减少低温腐蚀发生的机率，提高余热锅炉的应用效果，使其在实际应用过程中发挥出更重要的作用。

参考文献

[1]李登胜，董本万.浅析余热锅炉受热面管腐蚀原因.装备制造技术，2013.

[2]董翔.转炉余热锅炉预防低温腐蚀工艺改进中西部有色金属工业发展论坛.

[3]沈爱军.浅析玻璃窑炉余热锅炉低温腐蚀的原因及应对措施.化学工程与装备，2015.